Onderzoekers van de University of British Columbia hebben een goedkope, duurzame manier om een ​​zonnecel te bouwen met bacteriën die licht omzetten in energie.

Hun cel genereerde een stroom die sterker is dan alle eerder opgenomen van zo'n apparaat, en werkte even efficiënt bij weinig licht als bij fel licht.

Deze innovatie zou een stap kunnen zijn in de richting van een bredere acceptatie van zonne-energie in plaatsen zoals British Columbia en delen van Noord-Europa waar bewolkte luchten gebruikelijk zijn. Met verdere ontwikkeling, deze zonnecellen - "biogeen" genoemd omdat ze gemaakt zijn van levende organismen - zouden net zo efficiënt kunnen worden als de synthetische cellen die in conventionele zonnepanelen worden gebruikt.

"Onze oplossing voor een uniek BC-probleem is een belangrijke stap in de richting van het zuiniger maken van zonne-energie, " zei Vikramaditya Yadav, een professor in de afdeling chemische en biologische technologie van UBC die het project leidde.

Zonnecellen zijn de bouwstenen van zonnepanelen. Ze doen het werk van het omzetten van licht in elektrische stroom. Eerdere pogingen om biogene zonnecellen te bouwen waren gericht op het extraheren van de natuurlijke kleurstof die bacteriën gebruiken voor fotosynthese. Het is een kostbaar en complex proces waarbij giftige oplosmiddelen betrokken zijn en de kleurstof kan afbreken.

De oplossing van de UBC-onderzoekers was om de kleurstof in de bacteriën te laten. Ze hebben E. coli genetisch gemanipuleerd om grote hoeveelheden lycopeen te produceren - een kleurstof die tomaten hun roodoranje kleur geeft en bijzonder effectief is in het oogsten van licht voor omzetting in energie. De onderzoekers bedekten de bacteriën met een mineraal dat als halfgeleider zou kunnen werken, en bracht het mengsel op een glazen oppervlak aan.

Met het gecoate glas als anode aan het ene uiteinde van hun cel, ze genereerden een stroomdichtheid van 0,686 milliampère per vierkante centimeter - een verbetering ten opzichte van de 0,362 die door anderen in het veld werd bereikt.

"We hebben de hoogste stroomdichtheid geregistreerd voor een biogene zonnecel, "zei Yadav. "Deze hybride materialen die we ontwikkelen, kunnen economisch en duurzaam worden vervaardigd, en, met voldoende optimalisatie, zouden kunnen presteren met vergelijkbare efficiënties als conventionele zonnecellen."

De kostenbesparingen zijn moeilijk in te schatten, maar Yadav gelooft dat het proces de kosten van kleurstofproductie verlaagt tot ongeveer een tiende van wat het anders zou zijn. De Heilige graal, Yadav zei, zou een proces vinden dat de bacteriën niet doodt, zodat ze voor onbepaalde tijd kleurstof kunnen produceren.

Hij voegde eraan toe dat er andere potentiële toepassingen zijn voor deze biogene materialen in de mijnbouw, diepzee-exploratie en andere omgevingen met weinig licht.

Het onderzoek is gepubliceerd in de meest recente editie van het tijdschrift Klein .